Dlouhodobá potenciace je základem neuronální plasticity a tedy remodelace neuronálních struktur nebo obvodů v nervový systém. Bez procesu, ani formování paměť ani studium zkušenosti by byly možné. Poruchy potenciace dlouhověkosti jsou přítomny například u nemocí, jako je Alzheimerova choroba onemocnění.
Co je dlouhodobá potenciace?
Dlouhodobá potenciace je základem neuronální plasticity a tedy remodelace neuronálních struktur nebo obvodů v nervový systém. Neurony pracují s bioelektrickými a biochemickými akčními potenciály. Akční potenciály jsou jazykem ústředny nervový systém a slouží k přenosu buzení. Tento přenos je také známý jako synaptický přenos. Neurony reagují na zvýšenou generaci akčních potenciálů tzv. Dlouhodobou potenciací. Neuronální plasticita je jedním z nejdůležitějších důsledků dlouhodobé potenciace. Termín plasticita neuronů se používá k popisu remodelace v neuronové struktuře, která ji přizpůsobuje jejímu současnému použití. Jednotlivé neurony i mozek oblasti mohou projít neuronální přestavbou. Prostřednictvím remodelačních procesů se funkce centrálního a periferního nervového systému udržují, rozšiřují a přizpůsobují aktuální situaci použití. Jako základ přestavby neuronů dlouhodobá potenciace nesmírně pomáhá při zajišťování funkcí nervového systému co nejefektivněji a nejplynuleji. Dlouhodobá potenciace je také spojena s paměť formace. Neuronová remodelace je navíc nevyhnutelným procesem studium procesy.
Funkce a úkol
z mozekZ pohledu učené dovednosti je každý spojen s morfologickým korelátem odpovídajícím síti synaptických spojení. Takové sítě umožňují formování myšlenek v asociační kůře. Když se například vyslovuje určité slovo, speciální síť již musí přijít k aktivaci, což má za následek zvláštní vzorec akčních potenciálů. Kdykoli se člověk naučí nové dovednosti nebo zdokonalí ty staré, vytvoří se v něm nové obvody mozek. Nepoužité obvody jsou analogicky znovu zrušeny. Tato přestavba odpovídá synaptické plasticitě. Na neuronální úrovni studium je tedy přestavba vzorů neuronálních obvodů a funkčních procesů mozku závislá na činnosti. Kromě presynaptického vylepšení, posttetanického potenciace a synaptického deprese, dlouhodobá potenciace je také relevantní pro procesy učení. Toto zesílení odpovídá dlouhotrvajícímu zesílení synaptických přenosů. Tento proces se skládá z několika podprocesů. Aktivace AMPA receptorů je prvním krokem dlouhodobé potenciace. Nesčetné receptory pro glutamát jsou umístěny v postsynaptických membránách. Podmnožina z nich glutamát receptory jsou receptory typu AMPA. Jakmile akční potenciál je generován, glutamát je vydáno. Endogenní látka je jedním z nejdůležitějších neurotransmiterů a po uvolnění se váže na receptory AMPA, které se vazbou otevírají. Po otevření receptorů sodík proudí dovnitř ionty. Tímto způsobem se vytváří excitační postsynaptický potenciál. Tento potenciál se generuje v postsynaptické membráně během každé depolarizace. Excitační postsynaptické potenciály jsou sečteny a zpracovány příslušným přijímajícím neuronem. Když je překročena prahová hodnota, přijímající neurony opět vytvoří akční potenciál a přenášet to jejich axony. V dlouhodobém potenciaci následuje po generování excitačního postsynaptického potenciálu aktivace NMDA receptorů. Jakmile se objeví další akční potenciály, dojde ke zvýšené depolarizaci postsynaptické membrány. Magnézium ionty opouštějí NMDA receptor a receptor se může otevřít. Otevření NMDA receptorů vede k přílivu vápník ionty a vede k fosforylaci AMPA receptorů. Fosforylace zase zvyšuje vodivost receptorů a také zvyšuje biosyntézu bílkovin v buňce. Během popsaných procesů se navíc vylučují retrográdní poslové látky. Tyto nosné látky odpovídají například derivátům kyseliny arachidonové nebo plynům, jako jsou oxid dusnatýTito druzí poslové způsobují zvýšené uvolňování neurotransmiterů na presynaptické membráně.
Nemoci a poruchy
Neurologická onemocnění ovlivňující dlouhodobou potenciaci jsou aktuálním předmětem lékařského výzkumu. Například jedno takové onemocnění je Alzheimerova choroba onemocnění. Crohnova nemoc ovlivňuje také procesy popsané výše. Skutečnost, že tato onemocnění narušují dlouhodobé zesílení, je způsobena hlavně degenerací neuronů. Jakmile je neuronální synapsy rozebrat, dlouhodobá potenciace již není možná. To je také způsob, jakým postižené osoby zažívají tmavé oblasti ve svých paměť, například. U degenerativních onemocnění centrálního nervového systému se mozek kousek po kousku degraduje. Opatření zachování neuronálních struktur se nyní stalo hlavním zaměřením výzkumu ve vztahu k chorobám, jako je Alzheimerova choroba. Dosud nebylo dosaženo žádných větších úspěchů při zachování synapsy. Pouze u zvířat se srovnatelnými chorobami byly dosud zaznamenány průlomové úspěchy. Vědcům se dosud nepodařilo přenést tyto úspěchy na člověka. Protože dlouhodobá diferenciace u postižených jedinců již nefunguje, synaptická remodelace již nemůže probíhat. Procesy učení jsou nemožné a obecná funkčnost mozku se postupně snižuje. Nové neurony nebo spojení mezi neurony se již nemohou vytvářet. Starý synapsy se již nepoužívají a jsou degradovány v průběhu procesu remodelace. Aby se zabránilo těmto procesům, medicína nyní podporuje udržování synapsí pomocí speciálních cvičení. Čím častěji se synapse používají, tím dříve je mozek rozpozná podle potřeby. Nemoci jako Alzheimerova choroba nebo Crohnova nemoc lze proto odložit v jejich postupu cvičením. Dosud však nebylo možné zastavit tyto nemoci cvičením. Většina postižených proto vyžaduje 24hodinovou péči od určitého stadia onemocnění.
